2022年2022年基于WebGIS的网络化数据采集方法 .pdf

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1、第29卷 第5期2006年10月测绘与空间地理信息GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGYVol. 29, No. 5Oct. , 2006收稿日期 : 2006 - 04 - 02作者简介 :关辅兴 ( 19732 ) ,男 ,黑龙江省绥滨县人,1997年毕业于武汉测绘科技大学摄影测量与遥感专业,现主要从事航测以及GIS方面的研发和管理工作。基于W ebGIS的网络化数据采集方法关辅兴1,韩嘉福2,罗晓飞3(1.哈尔滨兰诺数码有限公司,黑龙江 哈尔滨150090; 2.中国科学院地理科学与资源研究所,北京110101;3.黑龙江测绘局地理信息工程院

2、,黑龙江 哈尔滨150086 )摘 要:随着计算机 、GIS和数据库技术的不断发展,WebGIS正在从简单的数据发布、 查询工具向真正的网络化GIS发展,这其中包括数据的分布式存储、 并行计算以及GIS功能的共享。本文就W ebGIS中GIS功能的共享以及基于B/ S结构的网络化数据采集方式、 方法作了讨论。关键词:W ebGIS;网络化;数据库中图分类号: P208文献标识码: B文章编号: 1672 - 5867(2006) 05 - 0101 - 04The M ethod of GISDat a Collecti on Based on W ebGIS TechnologyGUAN F

3、u2xing1,HAN Jia2fu2,LUO Xiao2fei3(1. Harbin Lannuo D igital L td . , Harbin150090, China;2 .Institute of Geographical and Natural Resources Research of CAS,Beijing110101;3 . Geomatics EngineeringInstitute of Heilongjiang Bureau of S/M , Harbin 150086, China )Abstract:W ith the development of compute

4、r technology, GIS and database technology, W ebGIS is going forward from simple data is2sue and inquiryto real Internet GIS, which includes data distributingstore, parallel computing and GIS function share and s o on.Thispaper discussed how to share GIS function and collect the data based on B /SW e

5、bGIS technology.Key words: W ebGIS; Internet/ Intranet;database0引 言一般而言,地理信息系统数据库的建设占整个系统建设投资的70%或更多,并且这种比例在近期不会有明显的改变。 为此,信息共享与自动化数据输入成为地理信息系统研究的重要内容。我们知道GIS的主要功能包括数据采集、编辑、 显示、 存储、 输出等。W ebGIS从根本上说应该是GIS,对它的研究应该包括各个部分的研究。纵观各个完成的系统,主要提供的功能包括显示地图、放大、 缩小、 漫游、 制作专题地图、进行地理分析,并提供简单数据查询、图形和属性数据的双向查询、属性查询、

6、简单量算等功能。 从这个意义上来说当前的W ebGIS研究只对数据如何显示进行了研究。由于W ebGIS通常与GIS基础软件分开发展,W ebGIS更像是一个地理信息发布的工具,如何发布GIS数据是W ebGIS研究的第一任务。它们之间的模型一致性和技术同步性存在一些问题。另外,由于当前互联网GIS大部分定位于空间数据的查询浏览与发布,缺少了强大的空间分析功能,用户也不能操纵和修改数据,制图功能较弱,因而限定了互联网GIS的应用。随着技术的发展,互联网GIS可以融入,或者说可以作为GIS基础软件。如选用J2EE、CORBA、DNA体系结构,多用户操作的并发控制、 负载平衡、数据库的安全性、 事

7、务管理和空间分析等功能由中间件完成,这样既可开发出有空间数据管理与操纵、 空间分析与查询、 专业制图等GIS基础软件的功能,又可以形成基于组件和中间件的体系结构,便于二次开发可同时在局域网和广域网运行的GIS基础软件。因此有必要对在W ebGIS下如何实现GIS的其他功能进行研究。1GIS数据获取空间数据和DEM数据如果存在于已有的系统中则可以通过数据共享的方式,直接获取。属性数据如果存在可以通过关联的方式获取。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 -

8、- - - - - - - - 1. 1矢量空间数据的获取GIS矢量空间数据可以通过地图矢量化、实地测量、航空摄影测量、 卫星遥感图像解译等方法获取,随着现代3S技术、GPS和惯性导航系统的发展,相关软件的研制开发,相信计算机自动解译必将会代替绝大部分的人工目视解译。1. 2栅格空间数据的获取经过处理的遥感影像数据是GIS中的一个重要信息。原始遥感数据经过辐射纠正、几何纠正、配准、镶嵌后得到无缝拼接的正射影像是GIS空间数据的一个重要组成部分。1. 3属性数据的获取属性数据又称为语义数据、 非几何数据,是描述空间数据属性特征的数据,属性数据的获取一般是依附于空间数据的。 通常空间数据的数据量取

9、决于对实地现象表达的详细程度,而属性数据的数据量是随着系统应用需求的增长而增长的。2目前GI S数据获取的特点1)GIS数据采集一直以来被认为是专业测绘机构的事情,负责数据采集的测绘机构一般更关注于空间数据的表现形式如:颜色、 符号、 线型、 字体等,更关注于空间数据的位置精度。而对于空间数据的逻辑一致性、完整性要求相对不足。2) GIS数据采集一般是由特定的组织安排人员在特定的环境下并基于C /S结构的Intranet环境下进行采集,每个客户端都需要安装昂贵的专业软件。数据采集只为满足特定需求进行。 封闭式的数据采集直接导致难于进行数据共享,一个面向公众的数据采集模式必然要求有一个数据采集的

10、标准,那么数据的共享就是一个顺理成章的事情了。3)数据采集过于受传统的测绘标准的限制。如地形图分幅问题,在数字化时代仍然受传统的测绘标准限制会影响到技术创新。4) GIS数据采集软件一般不具备空间分析功能,使得生产的数据不满足GIS对空间数据的要求。传统GIS数据采集实际上是将GIS人为地分成数据采集和发布两部分。 在从GIS数据到GIS数据库过程中存在着额外的工作量,并导致数据质量方面存在或多或少的问题,如空间数据会产生公共边不重合、 悬挂点、不到边现象。属性数据可能产生非法属性、 属性空值、逻辑错误等现象。如果能够充分利用GIS的相关功能,可以在数据采集的过程中加以控制,提高数据质量。3W

11、 ebG IS技术用于GIS数据获取的可行性分析3. 1从W ebG IS的定义看W ebGIS可以简单地定义为在W eb上工作的GIS。简单地说,由于当前Internet/ Intranet的迅速发展,为充分利用和发挥互联网的优势,将GIS引入Internet/ Intranet,形成了一个物理上分布的、 逻辑上集中的大型空间数据库,实现空间数据的网上信息分布、数据共享,以满足不同用户对空间数据的查询和分析的需求。可见,W ebGIS从本质上看仍然是GIS,因此GIS的数据采集应该可以是W ebGIS的一个功能。只是由于技术上的原因,一般基于C /S模式的地理信息系统都不能在互联网上运行,因

12、而几乎每一个GIS软件商除了有一个地理信息系统基础软件平台之外都开发了一个能运行于互联网的GIS软件。如A rc/ Info的I M S,Map Info的MapX2tream, GeoStar的GeoSurf等。W ebGIS不是真正的GIS,只是一个GIS数据的网上发布工具,而不是互联网环境下的GIS。由于W ebGIS通常与GIS基础软件分开发展,它们之间的模型一致性和技术同步性存在一些问题。另外,由于当前互联网GIS大部分定位于空间数据的查询浏览与发布,缺少强大的空间分析功能,用户也不能操纵和修改数据,制图功能较弱,因而限定了互联网GIS的应用。随着技术的发展,W ebGIS可以融入,

13、或者说可以作为GIS基础软件。 如选用J2EE、CORBA、DNA体系结构,多用户操作的并发控制、负载平衡、数据库的安全性、 事务管理和空间分析等功能由中间件完成,这样既可开发出有空间数据管理与操纵、空间分析与查询、 专业制图等GIS基础软件的功能,又可以形成基于组件和中间件的体系结构,便于二次开发可同时在局域网和广域网上运行的GIS基础软件。3. 2从W ebG IS结构体系看常见的W ebGIS结构体系是由数据库、 应用服务器和客户端组成的3层结构体系(如图1所示)。图1W ebG IS的3层结构体系Fig. 1The three2layerstructureof W ebG IS201测

14、绘与空间地理信息2006年名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 如果W ebGIS应用是建立在分布式数据库上,那么为了增强服务器端的处理能力和速度,服务器端的GIS应用也要求是分布式的。 中间件技术是解决这一难题的有效途径,图2是一个基于中间件技术的W ebGIS系统模型。图2 基于中间件技术的W ebG IS结构体系F ig . 2The W ebG IS structureon the technologyof m

15、 iddleware我们可以看出,上述两种体系结构的底层都包括GIS数据库,说明GIS数据库是W ebGIS的一个重要组成部分, GIS数据采集的最终结果也是要加入到这个数据库中,说明二者之间存在着一个共同的物质基础。中间都包括一个GIS应用服务器,说明实现GIS各种高级功能的可能性是存在的。3. 3从W ebG IS构造模式来看互联网地理信息系统的构造模式有CGI模式、ASP模式、Plug2in模式(含Helper程序)、Java App let、ActiveX控件、J2EE等。服务器端的互联网地理信息系统是由CGI模式或ASP模式构造的,而基于客户机端的互联网地理信息系统的构造模式有Plu

16、g2in模式、Java App let、Ac2tiveX控件等,而基于客户机协同工作模式的有J2EE和DNA等。基于上述工作模式,从总体上说,W ebGIS分为两大类:一类是基于栅格结构,地理信息查询、 分析、 制图的主要工作在服务器端进行,得到的结果生成图像文件传输到客户端进行显示,如CGI模式、ASP模式等;另一类是基于矢量结构,客户端发出请求,从服务器端直接得到矢量数据,传输到客户端,由客户端的软件负责查询、分析、显示、 制图,如Plug2in模式, Java App let模式、ActiveX控件模式等。两类W ebGIS各有千秋,为了实现包含更多GIS功能的W ebGIS,可根据实际

17、应用情况选择不同的类型。4基于W ebGIS的数据采集优点随着W ebGIS及其相关技术的发展,W ebGIS的四层体系结构(如图3所示)将GIS功能进行了分解,浏览器端负责GIS数据显示,其功能的实现依赖于操作系统的网络发布功能, GIS应用服务器与数据库服务器的分离使得数据的存储与对数据的操作可以分开进行,这样多用户对W ebGIS数据的访问首先通过浏览器端提出请求,分别交由W eb服务器进行处理,再由GIS服务器统一决定数据的访问,数据库服务器则提供数据安全、访问方面的支持。图3W ebG IS四层体系结构F ig. 3The four2layerstructureof W ebG IS

18、基于W ebGIS的B /S结构的数据采集方式,用户无需安装昂贵的专业GIS软件,只要操作系统提供网络数据访问的功能即可,这样可以减轻用户的投资,普通用户也可以成为专业的GIS数据采集人员,只要采用科学合理的运作机制,就可以充分调动网站访问者的积极性,参与GIS数据,尤其是各种专题属性数据的收集,可以降低GIS数据生产的专业程度,有利于GIS产业的发展,同时可以提高数据更新的效率,对于改变GIS数据更新落后于应用的现状具有积极的意义。5基于W ebGIS的数据采集设想5. 1矢量空间数据的采集相当于分布式数据库的并发访问控制原理,对数据库进行记录的添加。 添加时必须考虑空间数据间的拓扑301第

19、 5期关辅兴等:基于W ebGIS的网络化数据采集方法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 关系、 逻辑一致性、完整性等。 数据的投影、坐标系统由数据库确定。5. 2栅格数据的采集栅格数据的采集相对简单,可以由不同用户在W eb2GIS系统上进行登记,各自独立完成数据的采集,采集完成后分别入库。由W ebGIS系统提供相关功能按一定规则进行数据的接边处理。5. 3属性数据的采集属性数据的采集与传统GIS数据采集功能相似

20、,不同之处在于可以充分调动广大网站访问人员的积极性,科学合理的运行机制及数据验证能力是保证系统正常运行的前提。5. 4其他数据的采集对于其他文本、 规范、 法规等文字信息以及声音、视频等相关资料的采集,由W ebGIS提供上传(或注册)功能,对文件格式进行限制,可由授权用户或注册用户进行自由上传,专门人员进行管理。真正集合所有人员的力量,使GIS不再仅仅是专业人员的GIS,普通大众也不再仅仅是一个信息浏览、 查询的参与者。数据更新也可以在客户端进行,而不是到服务器端。6结 语随着相关技术及软硬件的发展,基于SERVER的W ebGIS不仅可以实现传统GIS中的简单的数据存储、 显示、 查询功能

21、,而且可以实现GIS的所有功能,包括基于B /S结构的数据采集、编辑、 空间分析,以数据采集功能为起点的GIS功能的共享是W ebGIS发展的趋势。参考文献: 1 陈述彭,鲁学军,周成虎.地理信息系统导论M .北京:科学出版社,2000. 2 龚健雅.当代地理信息系统进展综述 J.测绘与空间地理信息, 2004, 7 (1) . 3 龚健雅.当代GIS的若干理论与技术M .武汉:武汉测绘科技大学出版社, 1999.责任编辑:栾丽杰(上接第93页)线符号, 11 0 000 000时则变为0. 2 mm粗的黑实线。 图3右图在比例尺小的情况下,效果明显好于图3左图。图3是一组使用双显示控制样式库

22、前后的打印效果图,右图中文字在大小、 颜色和背景上与左图不同,左图使用的显示控制样式适合在屏幕显示,右图使用的显示控制样式适合打印输出。图3使用双显示控制样式库前后的打印效果图F ig . 3Pr inted maps before and afterusing double d isplay con trolstyle da taba se实践和应用证明,该研究成果可以很好地解决多地图符号库管理和高效访问问题,有效地控制地图的显示效果和改善地图的显示速度,同时达到了地图屏幕显示效果和打印输出效果的统一。参考文献: 1熊卫东,罗年学. RDGI S的开放式地图符号体系设计J .测绘信息与工程,

23、2003. 2 赵军喜.点状地图符号库的设计 J .解放军测绘学院学报,1998, (4). 3 程朋根,等.GIS中地图符号设计系统的设计与实现 J .中国图象图形学报, 2000, (12). 4 王均,王红.电子地图符号体系与符号库标准的研究 J .测绘科学, 2003, (2). 5 杨春成,等.基于OO P技术的地图符号制作工具的设计与实现 J.测绘科学,2002, ( 1) .责任编辑:栾丽杰401测绘与空间地理信息2006年名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -